一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，在軟弱土層上設(shè)有對(duì)淺層地表土進(jìn)行固化處理形成的淺層固化板，淺層固化板上依次鋪設(shè)有分隔層和砂墊層；在砂墊層上部設(shè)置后頂升系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括液壓頂升底板、液壓千斤頂和液壓頂升頂板；在液壓頂升底板與液壓頂升頂板的外側(cè)對(duì)稱設(shè)置可伸縮的土工隔板；土工隔板外側(cè)填筑碎石填料，填料內(nèi)設(shè)置后注漿花管；千斤頂頂升完成后，通過后注漿花管向碎石填充料內(nèi)壓漿；千斤頂取出后在土工隔板之間填充輕質(zhì)填料。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在不影響公路正常運(yùn)營、不破壞路面結(jié)構(gòu)層的前提下快速協(xié)調(diào)公路差異變形、防止路面病害、延長養(yǎng)護(hù)周期的目的。本發(fā)明還公開了一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的施工方法。
【專利說明】一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于公路工程領(lǐng)域，適用于工后沉降量大、差異沉降明顯的道路工程變形控制結(jié)構(gòu)，尤其適用于深厚軟土地區(qū)含結(jié)構(gòu)物路段、不同地基處理方式銜接段、地質(zhì)條件復(fù)雜路段的路堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國沿海諸省、長江三角洲、珠江三角洲地區(qū)的地基土中通常存在一定厚度的軟土，它通常具有含水率高、壓縮性大、滲透性低、靈敏度高等特點(diǎn)，建造在軟土地基上的高等級(jí)公路易出現(xiàn)累計(jì)沉降量大、差異沉降明顯等問題，嚴(yán)重影響道路的通行質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，甚至?xí)?duì)道路的行車安全產(chǎn)生不利影響。
[0003]對(duì)此，為提高軟土地基的承載能力、控制道路的工后沉降變形量，目前工程中通常采用排水固結(jié)法或復(fù)合地基對(duì)含深厚軟基的路段進(jìn)行處理，也取得了較好的加固效果，但各加固方法均存一定不足，如排水固結(jié)法加固路基的后期沉降變形量通常較大、復(fù)合地基的有效加固深度有限且處理費(fèi)用高、不同地基處理路段銜接處的差異沉降明顯，導(dǎo)致路段的沉降變形異常問題累見不鮮。
[0004]在路堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為降低路堤結(jié)構(gòu)的重量，一些工程中采用輕質(zhì)填土材料(如氣泡混凝土、EPS輕質(zhì)土或粉煤灰等)替代普通回填土填筑路堤。這一措施雖可有效降低路堤填筑在路基中引起的附加應(yīng)力，但由于不同地基加固的機(jī)理不同，加之上部車輛荷載的累積，亦會(huì)引起路堤的沉降變形量過大、變形不均勻的問題。
[0005]為降低工后沉降過大對(duì)道路壽命、性能的影響，目前，建造于軟土地基上的路基工程常采用過渡性路面、設(shè)置搭板、調(diào)整地基處理方式等措施。過渡性路面是在道路施工過程中，通過加鋪路面結(jié)構(gòu)材料的方式，控制道路后期的沉降變形量和標(biāo)高；搭板是在結(jié)構(gòu)物與路段之間設(shè)置的連接板，用以協(xié)調(diào)兩部分的差異變形；調(diào)整地基處理方式通常是采用復(fù)合地基與排水固結(jié)法相結(jié)合、調(diào)整樁體長度、改變樁體密度等方式，但考慮到工后沉降問題的復(fù)雜性和不確定性，在設(shè)計(jì)時(shí)雖已采取了一些有針對(duì)性的病害防治措施，但一些路段在投入運(yùn)營后一段時(shí)間內(nèi)，仍然會(huì)發(fā)生軟基沉降異常現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)路堤失穩(wěn)的情況。
[0006]綜上所述，盡管路基工程中已有一些處治軟土路基沉降異常問題的方法，各處理措施、方法在適宜的工程條件下取得了良好的加固效果，但大多施工工序較為復(fù)雜繁瑣，一些路段在后期仍會(huì)出現(xiàn)沉降異常的問題。
[0007]鑒于此，為有效控制路堤的工后沉降對(duì)道路結(jié)構(gòu)的影響，減小路面結(jié)構(gòu)病害，目前亟需發(fā)明一種可協(xié)調(diào)路面結(jié)構(gòu)差異變形、控制路面結(jié)構(gòu)高程、提高道路行車舒適性的新型深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)及施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種可在不影響公路正常運(yùn)營、不破壞路面結(jié)構(gòu)層的前提下，能動(dòng)態(tài)控制道路差異變形量、調(diào)整路面結(jié)構(gòu)標(biāo)高的新型深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)及施工方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于在軟弱土層上設(shè)有對(duì)淺層地表土進(jìn)行固化處理形成的淺層固化板，淺層固化板上依次鋪設(shè)有分隔層和砂墊層；在砂墊層上部設(shè)置后頂升系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括液壓頂升底板、液壓千斤頂和液壓頂升頂板；在液壓頂升底板與液壓頂升頂板的外側(cè)對(duì)稱設(shè)置可伸縮的土工隔板；土工隔板外側(cè)填筑碎石填料，填料內(nèi)設(shè)置后注漿花管；千斤頂頂升完成后，通過后注漿花管向碎石填充料內(nèi)壓漿；千斤頂取出后在土工隔板之間填充輕質(zhì)填料。
[0010]所述液壓頂升底板和液壓頂升頂板沿道路橫向通長布設(shè)，均為矩形預(yù)制鋼筋混凝土板；板的橫向坡度與路拱橫坡相同；在液壓頂升頂板的下部設(shè)置與液壓千斤頂接觸的橫梁。[0011]所述液壓千斤頂沿橫向均勻布設(shè)于液壓頂升底板的上表面，并與液壓油泵相連，同時(shí)在液壓千斤頂外側(cè)設(shè)置有與鐵絲繩或拉桿連接的凸榫。
[0012]所述可伸縮土工隔板的材料為PVC板、PE板或薄混凝土板，隔板兩端分別與液壓頂升底板和液壓頂升頂板固定連接，隔板中間設(shè)可伸縮的土工織物或滑動(dòng)連接板。
[0013]所述注漿花管沿橫向預(yù)埋于碎石填充料內(nèi)；注漿花管的中部設(shè)出漿孔，一端封閉，另一端與壓漿設(shè)備連通。
[0014]所述輕質(zhì)填料采用氣泡混凝土、EPS輕質(zhì)填料或粉煤灰填料。
[0015]對(duì)淺層地表土進(jìn)行固化處理的固化材料可采用水泥、石灰或固化劑，固化后在墊層與地基土之間設(shè)置豎向排水通道。
[0016]本發(fā)明還提供了一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下施工步驟:
步驟一、施工前準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，處理施工場(chǎng)地，測(cè)量出樁位，畫出樁位輪廓線；步驟二、地基處理施工:采用淺層固化法對(duì)地基進(jìn)行固化處理，形成淺層固化板，并在淺層固化板內(nèi)設(shè)置豎向排水體的通道；
步驟三、分隔層鋪設(shè):在淺層固化板上方上鋪設(shè)土工分隔層；
步驟四、砂墊層鋪設(shè):在分隔層的上方上鋪設(shè)厚300mnT500mm的砂墊層，在墊層上鋪設(shè)土工布；
步驟五、液壓頂升底板施工:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在墊層上鋪設(shè)液壓頂升底板；
步驟六、頂升裝置設(shè)置:在液壓頂升底板上放置液壓千斤頂和土工隔板，隔板的外側(cè)填充碎石填充料，填充料內(nèi)設(shè)置后注漿花管；
步驟七、液壓頂升頂板施工:在液壓千斤頂和碎石上方放置液壓頂升頂板；
步驟八、輕質(zhì)土攤鋪:在液壓頂升頂板的上表面鋪設(shè)輕質(zhì)土層；
步驟九、路面結(jié)構(gòu)層施工:輕質(zhì)土攤鋪完成后進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層的施工；
步驟十、千斤頂頂升:道路投入運(yùn)營后，根據(jù)道路沉降變形情況，進(jìn)行千斤頂頂升，頂升完成后通過后注漿花管向碎石填充料內(nèi)壓漿，形成后注漿增強(qiáng)體；
步驟十一、千斤頂取出:壓漿結(jié)束后，先卸除頂升力，再借助拉繩或拉桿將千斤頂取
出；
步驟十二、輕質(zhì)填料施工:千斤頂取出后，向土工隔板內(nèi)澆注輕質(zhì)填充料。[0017]施工過程中，可根據(jù)道路變形情況，確定頂升施工的位置、頂升力、填充料。
[0018]一次頂升施工完成后，還可進(jìn)行多次千斤頂頂升，頂升后在后注漿增強(qiáng)體與液壓頂升頂板之間的空隙內(nèi)通過插薄板或通薄管注漿的方式進(jìn)行補(bǔ)充注漿。
[0019]頂升施工完成后，亦可向土工隔板內(nèi)放入橡膠支座，支座的兩端分別與液壓頂升底板和液壓頂升頂板連接。
[0020]本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果:
(I)通過液壓千斤頂頂升液壓頂升頂板，可在不影響道路通車的情況下抬升上部路堤，進(jìn)而起到調(diào)整路堤頂面的高程，改善道路平整度的目的；
(2 )千斤頂頂升完成后，通過注漿花管向碎石填充料內(nèi)壓漿形成的后注漿增強(qiáng)體，可將千斤頂荷載分擔(dān)至隔板外側(cè)的填料內(nèi)，可確保調(diào)整后路面標(biāo)高穩(wěn)定，防止千斤頂破壞；
(3)可伸縮土工隔板的設(shè)置可防止千斤頂頂升、壓漿過程中外側(cè)路堤填料、漿液進(jìn)入千斤頂頂升空間內(nèi)，影響后期千斤頂頂升和千斤頂?shù)母鼡Q；
(4)千斤頂可根據(jù)道路標(biāo)高要求進(jìn)行多次頂升，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路堤標(biāo)高的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；
圖2是圖1沿 A-A線的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖3是本發(fā)明液壓千斤頂局部布設(shè)圖；
圖4是本發(fā)明可伸縮土工隔板示意圖。
[0022]圖中:1 一軟弱土層；2—塑料排水板；3—淺層固化板；4一砂墊層；5—防水土工布；6—分隔層；7—輕質(zhì)土 ；8—液壓頂升頂板；9一液壓千斤頂；10—液壓頂升底板；11 一路面結(jié)構(gòu)層；12—土工隔板；13—碎石填充料；14一后注漿花管。
具體實(shí)施例
[0023]塑料排水板的參數(shù)及施工技術(shù)要求、輕質(zhì)土的施工技術(shù)要求、淺層固化板的設(shè)計(jì)參數(shù)及施工要求、路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)要求等，本實(shí)施方式不再累述，重點(diǎn)闡述本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。
[0024]圖1是本發(fā)明深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的橫斷面圖，圖2是圖1沿A-A線的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)剖面圖，圖3是本發(fā)明液壓千斤頂局部布設(shè)圖，圖4是本發(fā)明可伸縮土工隔板示意圖。參照?qǐng)D1~圖4所示，公路橫斷面由淺層固化板3、輕質(zhì)土 7、液壓頂升頂板8、液壓千斤頂9、液壓頂升底板10、路面結(jié)構(gòu)層11等部分組成。
[0025]淺層固化板3采用水泥與淺層地表土拌合而成，在固化板內(nèi)預(yù)留與豎向排水體2相對(duì)應(yīng)的豎向排水通道；排水通道直徑為100_，通道內(nèi)填充中粗砂。
[0026]豎向排水體2采用塑料排水板，橫向間距為1000mm，呈梅花形布設(shè)，塑料排水板的抗拉強(qiáng)度的選擇不得小于1KN，延伸率2%-10%，抗撕裂度應(yīng)超過300N，透水性≥10-3ml/s,濾膜滲透系數(shù)不小于4.2X 10-4cm/s。
[0027]在淺層固化板3上方上鋪設(shè)分隔層6，分隔層6采用無紡?fù)凉げ疾牧稀?br> [0028]在分隔層6的上方上鋪設(shè)厚約500mm的砂墊層4，砂墊層采用粒徑均勻的中粗砂材料；在砂墊層4上鋪設(shè)防水土工布5，防水土工布5采用針刺無紡布與PE膜復(fù)合無紡?fù)凉げ迹?guī)格為300g/m2，具體參數(shù)要求參見表1 ;相鄰?fù)凉げ?間的搭接長度不小于200mm。
[0029]表1防水土工布具體參數(shù)表
【權(quán)利要求】
1.一種深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于在軟弱土層上設(shè)有對(duì)淺層地表土進(jìn)行固化處理形成的淺層固化板，淺層固化板上依次鋪設(shè)有分隔層和砂墊層；在砂墊層上部設(shè)置后頂升系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括液壓頂升底板、液壓千斤頂和液壓頂升頂板；在液壓頂升底板與液壓頂升頂板的外側(cè)對(duì)稱設(shè)置可伸縮的土工隔板；土工隔板外側(cè)填筑碎石填料，填料內(nèi)設(shè)置后注漿花管；千斤頂頂升完成后，通過后注漿花管向碎石填充料內(nèi)壓漿；千斤頂取出后在土工隔板之間填充輕質(zhì)填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于所述液壓頂升底板和液壓頂升頂板沿道路橫向通長布設(shè)，均為矩形預(yù)制鋼筋混凝土板；板的橫向坡度與路拱橫坡相同；在液壓頂升頂板的下部設(shè)置與液壓千斤頂接觸的橫梁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于所述液壓千斤頂沿橫向均勻布設(shè)于液壓頂升底板的上表面，并與液壓油泵相連，同時(shí)在液壓千斤頂外側(cè)設(shè)置有與鐵絲繩或拉桿連接的凸榫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于所述可伸縮土工隔板的材料為PVC板、PE板或薄混凝土板，隔板兩端分別與液壓頂升底板和液壓頂升頂板固定連接，隔板中間設(shè)可伸縮的土工織物或滑動(dòng)連接板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于所述注漿花管沿橫向預(yù)埋于碎石填充料內(nèi)；注漿花管的中部設(shè)出漿孔，一端封閉，另一端與壓漿設(shè)備連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于對(duì)淺層地表土進(jìn)行固化處理的固化材料可采用水泥、石灰或固化劑，固化后在墊層與地基土之間設(shè)置豎向排水通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一權(quán)利要求所述深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括以下施工步驟: 步驟一、施工前準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，處理施工場(chǎng)地，測(cè)量出樁位，畫出樁位輪廓線；步驟二、地基處理施工:采用淺層固化法對(duì)地基進(jìn)行固化處理，形成淺層固化板，并在淺層固化板內(nèi)設(shè)置豎向排水通道； 步驟三、分隔層鋪設(shè):在淺層固化板上方上鋪設(shè)土工分隔層； 步驟四、砂墊層鋪設(shè):在分隔層的上方上鋪設(shè)厚300mnT500mm的砂墊層，在墊層上鋪設(shè)土工布； 步驟五、液壓頂升底板施工:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在墊層上鋪設(shè)液壓頂升底板； 步驟六、頂升裝置設(shè)置:在液壓頂升底板上放置液壓千斤頂和土工隔板，隔板的外側(cè)填充碎石填充料，填充料內(nèi)設(shè)置后注漿花管； 步驟七、液壓頂升頂板施工:在液壓千斤頂和碎石上方放置液壓頂升頂板； 步驟八、輕質(zhì)土攤鋪:在液壓頂升頂板的上表面鋪設(shè)輕質(zhì)土層； 步驟九、路面結(jié)構(gòu)層施工:輕質(zhì)土攤鋪完成后進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層的施工； 步驟十、千斤頂頂升:道路投入運(yùn)營后，根據(jù)道路沉降變形情況，進(jìn)行千斤頂頂升，頂升完成后通過后注漿花管向碎石填充料內(nèi)壓漿，形成后注漿增強(qiáng)體； 步驟十一、千斤頂取出:壓漿結(jié)束后，先卸除頂升力，再借助拉繩或拉桿將千斤頂取出；
步驟十二、輕質(zhì)填料施工:千斤頂取出后，向土工隔板內(nèi)澆注輕質(zhì)填充料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于可根據(jù)道路變形情況，確定頂升施工的位置、頂升力、填充料。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于一次頂升施工完成后，還可進(jìn)行多次千斤頂頂升，頂升后在后注漿增強(qiáng)體與液壓頂升頂板之間的空隙內(nèi)通過插薄板或通薄管注漿的方式進(jìn)行補(bǔ)充注漿。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的深厚軟基后頂升輕質(zhì)路堤結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于頂升施工完成后，可向土工隔板內(nèi)放 入橡膠支座，支座的兩端分別與液壓頂升底板和液壓頂升頂板連接。
【文檔編號(hào)】E01C3/04GK103835203SQ201410072593
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】孫學(xué)軍, 錢申春, 張玉明, 董宏德, 孫偉, 牛奔, 崔健 申請(qǐng)人:安徽省公路橋梁工程有限公司